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峰残留三大问题探讨与解决方案
2021.11.18   点击96次

首先,我们需要了解峰残留的概念,“残留”是当样品仅在初始运行中注入时,后续的色谱图中峰重复出现的情况,残留可以引入到下一个空白样品中甚至多个后续的空白样品中。这种现象会发生在我们的早期方法开发阶段、不同实验室间的方法转移阶段、药品检测阶段等,残留问题这一令人沮丧的情况一旦出现,一般会对检测结果产生干扰,因此消灭它也就是迫在眉睫的事情。

残留主要有三种类型:体积残留、吸附残留和不完全洗脱,下面将描述每一种残留问题的特征,并提供一些区分的技巧及相应的解决方案。

1、体积残留

特征:

在体积残留中,少量样品被困在进样系统中,残留的样品被进样器带入下次进样周期。它的特征是相对于上一次的原始色谱峰,残留峰的百分率是恒定的。例如,如果原始样品产生了100,000的峰面积,若残留率是1%,原始样品后的空白样品应会出现一个是原始样品峰面积1%(1000)的残留峰。当再次运行空白样品时,残留峰的面积会变成1%的1%(10)。这种连续不断的等比稀释效应会在运行2次到3次空白样品后消失。

解决办法:

如果怀疑有体积残留,可以查找可能导致样品残留的位置,仪器部件之间的连接存在微小的空隙(如流动相在进样过程中的流路)。

如果仪器发生过系统超压的情况,PEEK管路可能会轻微滑移导致在连接件内产生小间隙(色谱图中可能出现柱外效应导致的峰展宽),这时你可以断开各连接部件,再将各部件之间的管路重新固定。

图1-1柱外效应导致的峰展宽

自动进样器冲洗无效也可以是问题的来源,确保自动进样器的清洗机构是正常工作。

磨损的进样阀转子可能产生体积残留,因此需要及时更换转子。

图1-2 六通阀部件中出现磨损(箭头所指处磨损出现毛刺)

当柱前Frits(如图1-3所示的仪器部件)堵塞时,样品可能会发生滞留,此时将色谱柱反冲或者更换色谱柱即可解决。

图1-3 两类Frits部件

图1-4 Frits部件正常运行(图a)和发生堵塞(图b)时的示意图

图1-5 Frits部件堵塞时各种色谱峰形态

2、吸附残留

特征:

看起来类似于体积残留,但事实并非如此,这类残留在后续的样品运行过程中不会迅速消失。例如,第一个空白样品可能出现一个约占原始峰值1%的残留峰,第二个空白样品可能也会出现一个是原始峰值的1%或者残留更少一点的残留峰,空白样品中残留峰的峰值并不会出现等比稀释的规律,这类的残留来源是样品在进样系统或色谱柱内的表面吸附,样品吸附在进样器的内聚物表面。进样环和进样针内部是最常见的吸附位置。

解决办法:

在极性较大稀释剂(如水)中溶解的小极性样品最有可能产生吸附残留,遇到此类情况可以在稀释剂中适当加入一些有机试剂即可消除残留,或者增加洗针溶剂的体积或者强度,甚至可以改变管路表面的性质(用PEEK管代替不锈钢管)。

图2-1 金属螯合作用(一般出现在生物样品中)

体积残留和吸附残留一般是会同时出现的,在这种情况下,在第一针甚至第二针的空白样品中会出现一个残留比例固定的残留峰,随着体积残留所致的残留峰消失,吸附峰在以后的空白样品中会一直存在,当上述所有的解决方案都尝试后,仍不能消除残留峰的存在,这种情况下,您也许可以考虑调整进样顺序,即所有高浓度样品后都跟着一系列的空白样品,直至残留峰消失,低浓度的样品需要优先于高浓度样品进样。若在样品浓度未知的情况下,需要在进样后增加空白样品以获得样品大致浓度,进而适当的调整样品运行的顺序以免影响后续样品的实验结果。

3、不完全洗脱

特征:

在梯度洗脱中存在不被完全洗脱物质是极不可能的。在等度洗脱中,若存在某组分在一个运行时间内未能洗脱,则该组分会在后续的运行中出现一个峰宽异常(如下图中红色星标记)的峰。

图2-2 不完全洗脱峰示意图

解决办法:

增加运行时间。

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